(Phys.org) – I stort sett alla halvledare som används i dagens elektroniska enheter är gjorda av kisel med en kubisk kristallstruktur, eftersom kisel naturligt kristalliseras i kubisk form. I en ny studie, forskare har tillverkat kisel i en hexagonal kristallstruktur, som förväntas uppvisa nya optiska, elektrisk, supraledande, och mekaniska egenskaper jämfört med kubiskt kisel.

Forskarna, ledd av Erik P. A. M. Bakkers, en fysikprofessor vid Eindhoven University of Technology och Delft University of Technology, både i Nederländerna, har publicerat en artikel om sitt arbete i ett färskt nummer av Nanobokstäver .

"Normalt kubiskt kisel kan inte avge något ljus på grund av dess indirekta bandgap, " berättade Bakkers Phys.org . "Det finns beräkningar som visar att hexagonalt kisel blandat med germanium ska kunna avge ljus. Ljusemission inom elektronikindustrin har varit ett viktigt mål i mer än 40 år. Detta skulle göra det möjligt för oss att integrera optisk kommunikation direkt på elektroniska chips. I det nuvarande arbetet, vi har visat att vi kan göra rent hexagonalt kisel. Detta är faktiskt den första tydliga demonstrationen av detta."

Som forskarna förklarar, det är inte första gången som hexagonalt kisel har rapporterats; dock, tidigare metoder har haft svårt att kontrollera kristallbildningen och även saknat förmågan att entydigt verifiera den hexagonala strukturen.

I den nya studien, forskarna åtgärdade båda dessa brister genom att använda nya metoder för tillverkning och strukturell karakterisering. Den nya tillverkningsmetoden innebär avsättning av kisel på en mall av hexagonala nanotrådar vid höga temperaturer, resulterar i högkvalitativt hexagonalt kisel. På grund av nanotrådarnas vertikala tillväxt, det finns ingen överlappning som stör mätningar som kännetecknar den hexagonala strukturen, möjliggör entydig strukturell verifiering.

Forskarna hoppas att den nya metoden att tillverka högkvalitativt sexkantigt kisel kommer att möjliggöra en fullständig bedömning av materialets egenskaper, och så småningom leda till ett sätt att syntetisera en ny klass av halvledare. Inom en snar framtid, de planerar att använda samma metod för att tillverka hexagonala versioner av germanium och kisel-germaniumföreningar, vilket skulle kunna vara särskilt användbart för de optiska elektroniska applikationerna Bakkers som beskrivits ovan.

"Nästa steg är att blanda in germanium och studera de optiska egenskaperna, " sa Bakkers. "Det här verkar fungera, men arbetet pågår."

© 2015 Phys.org